摘要：近日，一项发表在《细胞》子刊上的研究引起广泛关注。来自多个机构的科研团队首次从临床样本中分离出一种能够高效降解医用塑料的细菌——铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）PA-W23，并鉴定出其分泌的一种新型聚酯酶 Pap1，是实现这一过程的

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近日，一项发表在《细胞》子刊上的研究引起广泛关注。来自多个机构的科研团队首次从临床样本中分离出一种能够高效降解医用塑料的细菌——铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）PA-W23，并鉴定出其分泌的一种新型聚酯酶 Pap1，是实现这一过程的关键。

这一发现不仅揭示了某些病原微生物可能具备利用塑料作为碳源的能力，也引发了人们对医院内医疗器械、植入物和环境表面长期稳定性的担忧。

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研究人员通过对多种人类病原菌基因组进行筛查，寻找与已知塑料降解酶相似的蛋白序列。最终，他们在一株来源于伤口感染样本的铜绿假单胞菌中，发现了一个编码新型聚酯酶的基因，并将其命名为 Pap1（pathogen-associated polyesterase 1）。

实验表明，该菌株可在7天内将医用级聚己内酯（PCL）材料降解高达78%。更令人惊讶的是，它不仅能破坏塑料结构，还能将塑料作为唯一的碳源进行生长。这说明，塑料在特定条件下可能成为某些病原体存活和繁殖的营养来源。

进一步分析显示，Pap1属于PET酶家族的IIa型蛋白，虽然不含有典型的信号肽，但可通过非经典分泌途径被释放到胞外。结构预测表明，它的催化三联体与已知的PET降解酶高度相似，整体结构与PET2和IsPETase等典型酶类匹配良好，RMSD值仅为0.179 Å至1.21 Å之间。

值得注意的是，Pap1不仅能降解PCL，还显示出对其他一些合成聚酯的潜在作用能力。这一特性使其在生物修复领域具有潜在应用价值，但也带来了新的风险考量。

塑料广泛应用于医疗设备、植入物以及医院环境表面，如导管、人工心脏起搏器、缝合线和敷料等。过去，人们主要担心的是这些塑料表面容易形成生物膜，导致难以清除的持续性感染。

而这项研究表明，某些病原菌不仅能附着于塑料表面，还可能通过降解塑料获取营养，从而增强其生存能力和致病性。例如，在PCL存在的情况下，PA-W23的生物膜形成能力显著增强，体内毒力也有所提升。

这意味着：塑料植入物可能会因病原菌的降解行为而结构受损，影响其功能；病原菌可能借助塑料在医院环境中长期存活，增加交叉感染风险；塑料中的添加剂也可能在降解过程中释放，带来未知的健康隐患。

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随着医用塑料种类和用途的不断增加，对其与微生物相互作用的研究显得尤为重要。本研究首次证实，部分医院常见的致病菌可能具备降解塑料的能力，并借此增强自身的适应性和致病性。

研究团队建议，未来应对医院内的病原微生物进行系统的“塑料降解能力筛查”，尤其是在高危区域如ICU、手术室和重症监护病房。此外，开发针对这类酶的新抑制剂，或将有助于减少相关感染的发生。

参考

Howard, Sophie A., et al. "Pseudomonas aeruginosa clinical isolates can encode plastic-degrading enzymes that allow survival on plastic and augment biofilm formation." Cell Reports (2025).

来源：科学小少年